Proiectele de polaritate care implică cartofi le permit studenților să experimenteze electroliza sau transmiterea unei sarcini electrice prin lichide conductoare pentru a provoca modificări chimice. Aceste lichide conductoare sunt cunoscute sub numele de electroliți. De asemenea, elevii pot efectua teste simple privind polaritatea sau modul în care electronii curg de la un pol negativ la un pol pozitiv, utilizând fire de cupru, baterii și cartofi. Pot progresa către crearea bateriilor de cartofi care alimentează dispozitivele electrice.
Cel mai ușor: polaritatea testului
Adunați două fire de cupru izolate din plastic de 6 inci, o baterie cu celule D, un cartof, bandă, un cuțit și o foarfecă. Folosiți foarfeca pentru a îndepărta aproximativ 1 1/2 inci de izolație de la capetele firului. Poziționați bateria pe o parte. Bandați un fir pe partea pozitivă a bateriei și al doilea fir pe partea negativă a bateriei, care este plată. Feliați cartoful în două. Introduceți capetele dezbrăcate ale firelor de cupru în carnea cartofului la o adâncime de cel puțin trei centimetri. Observați cum electronii care curg din partea negativă a bateriei și prin fir în cartof transformă cartoful în verde. Aveți grijă la bulele care se formează în cartofi de lângă capătul firului atașat la partea pozitivă a bateriei. Luați în considerare modul în care cartoful acționează ca un electrolit, care conduce un curent electric între polaritățile pozitive și negative.
Ușor: măsurați tensiunea
Strângeți un cartof, un voltmetru, șmirghel, un cui mare galvanizat și o bucată de sârmă de cupru de 12 inci, cu calibru 12 sau 14. Răzuieți firul și unghia cu șmirghelul până când strălucesc. Introduceți cuiul și sârma de aproximativ un centimetru în cartof, poziționându-le la un centimetru distanță. Setați voltmetrul la cea mai mică tensiune DC. Introduceți cablul roșu în slotul de tensiune pozitivă și cablul negru în slotul negativ. Cu voltmetrul pornit, folosiți cablul roșu pentru a atinge firul de cupru și cablul negru pentru a atinge cuiul. Înregistrați cantitatea de tensiune pe care a produs-o cartoful din citirea voltmetrului.
Moderat: faceți o baterie
Adunați două bucăți de sârmă de cupru grea, două cuie zincate, doi cartofi, trei cleme de aligator conectate între ele cu sârmă și un ceas cu LED de joasă tensiune. Scoateți bateria din ceas, observând pozițiile capetelor pozitive și negative ale bateriei din compartiment. Etichetați cartofii ca „A” și „B.” Introduceți un cui și o sârmă de cupru în fiecare cartof, poziționându-i cât mai departe posibil. Conectați firul de cupru din cartoful A la terminalul pozitiv din compartimentul bateriei ceasului cu o clemă de aligator. Conectați cuiul din cartoful B la terminalul negativ al compartimentului cu o clemă de aligator. Conectați cuiul din cartoful A la firul din cartoful B cu a treia clemă de aligator. Observați pornirea ceasului și setați ora. Luați în considerare modul în care energia chimică a cartofului este transformată în energie electrică ca ioni de zinc din unghii reacționează cu ionii de cupru din fir, rezultând un flux de electroni prin firul de cupru și în ceas.
Provocator: Calculați tensiunea pentru a alimenta diferite obiecte
Folosiți un multimetru care măsoară tensiunea, curentul și rezistența circuitului produs de cartof bateria din experimentul de mai sus pentru a estima câți cartofi ar fi necesari pentru a alimenta diferit obiecte. Dacă un cartof produce 0,8 volți, câți cartofi va trebui să adăugați la serie pentru a aprinde un bec de 1,5 volți? Câți cartofi sunt necesari pentru a porni un ceas digital de 5 volți? Experimentați cu diferența dintre curent și tensiune și dimensiunea și numărul de cartofi folosiți la fabricarea bateriei. Rețineți că dimensiunea curentului depinde de mărimea cartofului individual, în timp ce cantitatea de tensiune se referă la numărul de cartofi utilizați pentru a crea seria.
